Задание №21 — Теоретические основы химии
Для веществ, приведённых в перечне, определите характер среды их водных растворов.
| 1) | Na2S |
| 2) | KNO3 |
| 3) | HI |
| 4) | FeBr3 |
Для выполнения задания 21 используйте следующие справочные данные.
Концентрация(молярная, моль/л)показывает отношение количества растворённого вещества (n) к объёму раствора (V).
pH («пэ аш») – водородный показатель; величина, которая отражает концентрацию ионов водорода в растворе и используется для характеристики кислотности среды.
Правильный ответ
3421
Пояснение
Решение.
Для решения задания 21 необходимо определить характер среды в водных растворах предложенных веществ и оценить значение pH. Напомним, что шкала pH выглядит следующим образом:
- pH < 7 — кислая среда (чем меньше число, тем сильнее кислота);
- pH = 7 — нейтральная среда;
- pH > 7 — щелочная среда (чем больше число, тем сильнее щёлочь).
Проанализируем каждое вещество из списка:
1) Na2S (сульфид натрия). Это соль, образованная сильным основанием (NaOH) и слабой кислотой (H2S). Такая соль подвергается гидролизу по аниону:
S2− + H2O ⇄ HS− + OH−
Накопление гидроксид-ионов (OH−) создает сильнощелочную среду. Значение pH значительно выше 7 (примерно 12–13).
2) KNO3 (нитрат калия). Это соль, образованная сильным основанием (KOH) и сильной кислотой (HNO3). Соли, образованные сильным основанием и сильной кислотой, гидролизу не подвергаются. Среда раствора нейтральная. Значение pH равно 7.
3) HI (иодоводородная кислота). Это одна из самых сильных минеральных кислот. В водном растворе она полностью диссоциирует на ионы:
HI → H+ + I−
Высокая концентрация ионов водорода создает сильнокислую среду. Значение pH будет минимальным в данном списке (близко к 0–1).
4) FeBr3 (бромид железа(III)). Это соль, образованная слабым основанием (Fe(OH)3) и сильной кислотой (HBr). Такая соль подвергается гидролизу по катиону:
Fe3+ + H2O ⇄ FeOH2+ + H+
Накопление ионов водорода (H+) создает кислую среду. Однако, так как это лишь продукт гидролиза соли, концентрация H+ здесь будет меньше, чем в растворе сильной кислоты HI. Значение pH будет в интервале от 2 до 6 (слабокислая/кислая среда).
Теперь расположим вещества в порядке возрастания значения pH (от самого кислого к самому щелочному):
- HI (сильная кислота, pH самый низкий) — номер 3;
- FeBr3 (соль, гидролиз по катиону, кислая среда) — номер 4;
- KNO3 (нейтральная среда, pH = 7) — номер 2;
- Na2S (соль, гидролиз по аниону, щелочная среда, pH самый высокий) — номер 1.
Последовательность номеров: 3, 4, 2, 1.
Ответ: 3421
Источник: ФИПИ